环境、食品中亚硝胺类污染物检测方法研究进展.doc

环境、食品中亚硝胺类污染物检测方法研究进展摘要亚硝胺是强致癌物，是最重要的化学致癌物之一，是三大食品污染物之一。食物、化妆品、啤酒、香烟等都含有亚硝酸胺。本文对环境、食品中亚硝胺类污染物检测方法进行综述，以为我国相关质量管理和控制提供技术参考，为生产企业提供产品安全信息和检测技术。一、前言亚硝酸盐是亚硝胺类化合物的前体物质。亚硝酸盐广泛存在于自然界环境中，尤其是在食物中。N-亚硝胺是世界公认的三大致癌物质之一（另两种是黄曲霉素和苯并芘），N-亚硝基化合物的前体物（亚硝酸盐、氮氧化物和胺等）广泛存在于食品中，在食品加工过程中易转化成亚硝胺和其他N-亚硝基化合物。根据目前已有的结果，鱼类、肉类、蔬菜类和啤酒类等食品中含有较多的N-亚硝基化合物1。1.1 鱼类及肉制品中的亚硝胺类化合物2、3腌制食品中常用到硝酸盐和亚硝酸盐，而鱼类和肉类食物在腌制过程中加入的硝酸盐和亚硝酸盐可与蛋白质分解产生的胺反应，可形成二甲基亚硝胺、吡咯亚硝胺等N-亚硝胺类化合物。因而腌制的鱼体及肉制品中亚硝胺含量一般比较高，且腌制的食品一旦再烟熏，则N-亚硝基化合物的含量会更高。1.2 蔬菜瓜果中的亚硝胺类化合物4植物类食品中含有较多的硝酸盐和亚硝酸盐，其中大白菜、菠菜、芹菜、油菜和莴苣中硝酸盐含量可达600mgkg-3912 mgkg，尤以芹菜最高。白菜中也含有相对较高的亚硝酸盐，大约在0.6mgkg-2.0mgkg。在对蔬菜进行加工处理（如腌制）和贮藏过程中，硝酸盐在硝酸盐还原酶作用下，转化为亚硝酸盐，在适宜的条件下可与食品中蛋白质的分解产物胺反应，生成亚硝胺和其他N-亚硝基化合物。1.3 发酵食品中的亚硝胺类化合物5发酵食品中酱油、醋、酒、啤酒和酸菜中均可检测出含有N-亚硝基化合物，除啤酒及酸菜外，一般含量在5gkg以下。啤酒中含有一些亚硝胺类化合物，如二甲基亚硝胺，但含量较低。啤酒中N-亚硝基化合物的形成与大麦芽的干燥有关。许多国家都对啤酒中N-亚硝基化合物的含量进行控制。1.4 橡胶产品中的亚硝胺类化合物6在橡胶生产过程中，加入的硫化促进剂分解后会产生仲胺，而仲胺进一步与空气或吸附剂中的氮氧化合物在酸性条件下生成稳定的N-亚硝胺。1993年3月15日，欧盟官方发布了93/11/EEC指令，规定在弹性体或橡胶奶嘴和安抚奶嘴中N-亚硝胺机器前体物的迁移量分别不可超过50/1000g/kg。2009年，欧盟通过玩具安全新指令(2009/48/EC),进一步明确了儿童玩具中不可以含有N-亚硝胺化合物。1.5 烟草中的亚硝胺类化合物7烟草特有的(TSNAs)是烟草中N-亚硝胺含量最丰富的一类亚硝胺物质，只存在烟草、烟草制品和卷烟烟气中，包括N-亚硝基去甲基烟碱(NNN)、N-亚硝基假木碱(NAB)、N-亚硝基新烟草碱(NAT)和4-(N-甲基-N-亚硝胺)-1-(3-吡啶基)-丁酮(NNK)等。1.6 化妆品中的亚硝胺类化合物8 化妆品中的亚硝胺一方面来自可能来的原料，另一方面而是在化妆品生产和放置过程中由原料中的仲胺、叔胺、酰胺、烷基胺、胺氧化合物等含氮化合物经亚硝化反应生成。化妆品中的亚硝胺可经皮肤吸收进入人体，因此对人体健康构成潜在危害。此外，一些全乳制品，如干奶酪、奶粉和奶酒中也存在着微量挥发性N-硝基化合物，其含量一般在0.5gkg-5.2gkg。二、常用的亚硝胺检测方法7、92.1 烟草中亚硝胺的检测2.1.1 气相色谱-热能分析法这种方法能同时定量检测烟草特有亚硝胺(TSAN)和挥发性亚硝胺(VNA)，用于常规分析烟草及相关产品和环境烟气。在燃烧器里点燃10支卷烟并使烟气通过92mm剑桥滤片，然后加入二丙基亚硝胺(NDPA)作为内标，再用二氯甲烷萃取、收集、浓缩，过碱性氧化铝柱并用MeOH/CH2Cl2溶液(1:10)洗脱，最后用GC/TEA检测。在非挥发性亚硝胺的测定中，高效液相色谱和热能分析仪联用(HPLC-TEA)测定亚硝胺不仅无需对样品作衍生化处理，而且选择性很高，正在逐步取代传统的紫外检测器(HPLC-UV)。2.1.2 分光光度法以亚硫酰氯或HBr-HOAc等去亚硝基剂打断亚硝胺的N-NO官能团，使之产生NOCl或NOBr被吸收液转化为NO2并显色，测量吸光度后由NaNO2浓度-吸光度标准曲线再换算成亚硝胺的含量。分光光度(SM)法检测灵敏度高，反应专性强而且快速简便，擅长测定卷烟和卷烟烟气中各种亚硝胺的表观总量。2.1.3 高效液相-串联质谱法 高效液相色谱-串联质谱联用法测定卷烟主流烟气中烟草特有亚硝胺的方法。采用乙酸铵溶液直接对收集了主流烟气的剑桥滤片进行超声萃取30min，过膜后的萃取液用带电喷雾装置的LC-MS/MS仪进行分析。该方法数据可靠、操作简单、重复性好。2.2 橡胶制品中N-亚硝胺迁移量的检测6、10-122.2.1 气相-质谱法鲜启明10等人将样品（奶嘴）经人工唾液盐提取后样品于(402)条件下提取24 h后，提取液过椰子壳活性炭固相萃取小柱，二氯甲烷洗脱，干燥浓缩后用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)测定，外标法定量绘制标准曲线，从而检出了N-亚硝胺。该方法简单、准确、灵敏度高，为橡胶制婴儿奶嘴中N-亚硝胺物质迁移量的检测提供了实用的技术手段2.2.2 气相-质谱/SIM法杨荣静11等人样品（奶嘴、医用手套、避孕套等）经过二氯甲烷萃取，用石英毛细管柱分离，采用内标法（以十二烷为内标物）进行检测。2.2.3 气相色谱-正化学质谱法幸苑娜12等人用固相萃取小柱对样品（家用橡胶手套迁移提取液）中的N-亚硝基二甲胺(NDMA)、N-亚硝基二乙胺(NDEA)、N-亚硝基二丙胺(NDPA)、N-亚硝基二丁胺(NDBA)、N-亚硝吗啉(NMOR)、N-亚硝基吡咯烷(NPYR)和N-亚硝基哌啶(NPIP)7种N-亚硝胺及其前体物进行分离进化，采用气相色谱-正化学质谱法(GC-PCI/MS)对其进行定性定量分析，该方法灵敏度高，流程简单，适于批量样品的快速分析。2.2.4 气相色谱-串联质谱法幸苑娜12等人用Sep-Pak AC2串联Dry cartridges固相萃取小柱对气球中挥发性N-亚硝胺进行分离净化，并用气相色谱-串联质谱法对其进行定性与定量分析。2.3 食品中亚硝胺的检测5、12-182.3.1 比色法肉类（咸鱼）中的挥发性亚硝胺采用荚属保温水蒸汽蒸馏纯化后, 经紫外光照射分解取亚硝酸根；通过强碱性离子交换树脂浓缩后,在酸性条件下与对氨基苯磺酸和盐酸-萘乙二胺发生重氮-偶合反应,生成红色偶氮染料, 其颜色深浅与亚硝胺的含量成正比。用分光光度计于波长550毫微米处测吸光度, 绘制标准曲线进行比较定量。本法是挥发性亚硝胺总量的测定方法，称为盐酸萘乙二胺法。2.3.2 薄层色谱法将样品（咸鱼、酸菜等）纯化后的亚硝胺类化合物在薄层板上点样，用正己烷进行第一次展开, 第二次展开用正己烷:乙醚:二氯甲烷(4: 3 : 2)展开后，在紫外光照射下光解产生亚硝酸和仲胺，然后分别用二氯化把二苯胺试剂、格氏试剂和茚三酮试剂进行显色,根据斑点的颜色深浅和大小与标准比较定量。在以上三种显色剂中，格氏试剂和二氯化把二苯胺是对亚硝酸起作用，而茚三酮是对仲胺起作用。此法是最先用于分离测定亚硝胺的技术，可测定单个亚硝胺的含量,可进行定性或半定量测定,也可作为亚硝胺净化手段。2.3.3 气相色谱法将样品（咸鱼、酸菜等）经提取、纯化、浓缩后注入色谱柱，组分经气-液（或气-固）两相间的多次分配以后而得到分离，在柱后接上检测器，记录色谱峰，与亚硝胺标准溶液比较, 即可定性和定量。气相色谱法是测定单个亚硝胺的较有效的方法，灵敏度高，并能进一步分辨样品提取液中的亚硝胺和残留杂质。2.3.4 气相色谱-质谱法胡丽芳15等人将样品（咸鱼、酸菜等）中的亚硝胺经水蒸气蒸馏和有机溶剂萃取后, 浓缩至一定量,采用气相色谱-质谱联用仪的高分辨峰匹配法进行确认和定量。气-质联用技术对亚硝胺类化合物的鉴定具有高的分辨率和特异性,可对单一亚硝胺进行准确的定性和定量测定。该法前处理简单快捷，线性范围宽，重现性良好，回收率高，灵敏度高，已逐渐为各国所采用。2.3.3 气相色谱-质谱法丁红梅16等人将样品（腊八豆、豆腐乳等）采用二氯甲烷-超声波萃取方法。采用选择离子法定性定量检测咸鱼中N-二甲基亚硝胺(NDMA)、N-二乙基亚硝胺(NDEA)、N-亚硝基吡咯烷(NPYR)和N-二丙基亚硝胺(NDPA) 4种N-亚硝胺。2.3.4 气相色谱-热能法检测张文敏17等人对样品（咸鱼、酸菜等）作预处理，蒸馏后萃取，然后用气相色谱-热能法定性、定量分析，该方法简单、可靠。2.3.5 气相色谱-质谱法检测陈丹丹18等人将样品（腌腊肉）前处理后，配制标准溶液，利用气相色谱-质谱仪采用选择离子法(SIM)进行定性定量检测。该方法重现性好，回收率高，灵敏度高。2.3.6 高效液相色谱法检测刘宗河19等人将样品（玉米、大米）预处理用水蒸气蒸馏、活性炭柱净化、浓缩，最后用高效液相测定、实验结果证明，该法预处理简单、快捷、经济，色谱条件选择性好，用于二甲基亚硝胺测定时，其浓度-峰高呈良好的线性关系，适于现场普查和实验研究。2.3.7 气相-质谱/SIM法检测鲁夫雄14等人利用二氯甲烷提取样品（腌制生食水产品）中的挥发性N-亚硝胺，利用气质联用仪采用选择离子法(SIM)进行定性定量检测。该检测方法前处理简单快捷，易于操作，重现性良好，灵敏度高。2.3.8 滴溶剂萃取-气相色谱法检测张桃芝20等人运用一滴溶剂萃取-气相色谱（SDE-GC）联用技术对啤酒中N-亚硝胺的分析进行了可行性探讨，该法是先用一滴溶剂萃取法萃取样品（啤酒）中的目标分析物后，用GC分析。该法所用的有机溶剂很少(1-2L),环境污染小，萃取时间短，且回收率高。2.4 化妆品中亚硝胺的检测（气相色谱-串联质谱法）8、21马强20等人将样品提取液高速离心处理，上清液以Oasis HLB固相萃取柱净化，收集甲醇洗脱液，石英毛细管色谱柱分离后经EI-GC-MS/MS多反应监测技术进行定性及定量分析。本方法准确、快速、灵敏度高，可用于化妆品的实际检验。2.5 农药原药中亚硝胺的检测222.5.1 薄层色谱法 农药中限量的亚硝胺，比如NDPA、NDEA和NDMA多为挥发性，荧光下没有颜色。为了便于检测，在各种溶剂体系列中展开后喷洒适宜的显色剂如Griess试剂和茚三酮进行显色反应，使其呈现颜色，即形成薄层色谱图，这样就可以根据色谱斑点的色调和在色谱图中的位置作定性分析，并从斑点的面积作半定量分析。薄层色谱(TLC)法虽然操作简单、成本低。但灵敏度和选择性较差，只有在农药样品中亚硝胺含量较高而且基质比较简单时，该法才有较为满意的结果，否则误差较大。2.5.2 分光光度法 亚硝胺特征的紫外光谱有两个吸收峰，在330-350nm有一个较弱的吸收峰，在230nm处有一个较强的吸收峰，紫外分光光度法可以直接测定亚硝胺的含量。但因其它化学物在同一光谱区域内也有吸收，故紫外分光光度法在同一光谱区域内也有吸收，故紫外分光光度法通常不适用于微量级的复杂环境样品的检测。同样原因，红外光谱、核磁共振和其他光谱分析法在微量亚硝胺的测定也很少应用。分光光度比色测定法是将亚硝胺先转化为亚硝酸根离子，然后利用盐酸萘乙二胺的显色反应进行定性定量。刘自友等人利用该方法建立了测定二甲戊乐灵农药中亚硝胺的含量的分光光度法。2.5.3 气相色谱-质谱法 气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术结合了气象色谱的有效的分离能力和质谱法确定分子量和分子结构的能力，对于分析和鉴定复杂多组分有机混合物，是目前公认的最为有效的检测系统之一。由于复杂基质效应的影响，食品、农药或者其他生物材料中微量亚硝胺用气象色谱分析，会由于杂质的干扰而得出假阳性的结果，GC-MS法在其检测限度内，能够确证亚硝胺的存在与否，灵敏度可以达到10-9，因此是现今较为满意的检测方法。2.5.4 液相色谱法 气象色谱主要应用于挥发性亚硝胺的分析，而对于非挥发性亚硝胺，可采用高效液相色谱配备紫外或者热能分析检测器，进行定性定量分析。或者将亚硝胺进行衍生化反应后，利用液相色谱对衍生物进行分析，间接分析亚硝胺的含量。此方法比较繁琐。还有其它特殊的分析方法，比如说胶束电动毛细管色谱法(MEKC)也在亚硝胺的分析上有所应用。2.5.5 气相色谱法 气相色谱是20世纪50年代迅速发展起来的一种新型分离和分析技术，利用柱色谱原理进行目标分析物的分离，用灵敏度极高的检测器检测，具有高效能、高选择性、高灵敏度和分析速度等特点。由于色谱发展迅速，目前，亚硝胺的检测使用的检测器有氢火焰离子化检测器(FID)、电子捕获检测器(ECD)、氮磷检测器(NPD)、热能分析仪(TEA)、质谱仪(MS)等，而且分离柱也由填充柱发展到了毛细管柱，分离效果大大提高。三、总结 亚硝胺是广泛存在于食品、环境中的污染物，但它的致癌是可以预防和控制的。我们可以通过各种检测手段来检测食物是否霉变以及其它微生物污染，改进食品的加工方法，以及在土壤中施用钼肥并检测土壤、水、农药中的亚硝酸盐以减少粮食、蔬菜中亚硝酸盐的含量等措施，就能控制亚硝胺进入人体。四、参考文献1 李国冰. 亚硝胺对肉食品的污染及检测J.广西商专学报.1991,2:56-592 黄颖. 肉品中高残留量亚硝酸盐的检测J.山东畜牧兽医.2000,1:20-213 许伟,孙冬梅. 原料猪肉的新鲜度对发酵香肠中亚硝酸盐和亚硝胺变化的影响J.食品工业科技.2012,10:180-1844 胡继繁. 食品中挥发性亚硝胺的测定J.中华预防医学杂质.1985,19(6):378-3815 杨容甫,黄家升. GC-TEA法检测食品中的挥发性亚硝胺J.中山医科大学肿瘤研究所.1987,6(4):254-2576 幸苑娜,倪宏刚. 气相色谱-正化学质谱法测定橡胶中N-亚硝胺及其前提物的迁移量J.中山医科大学肿瘤研究所.2011,39(7):1065-10707 万文亚,周宛虹. LC-MS-MS法测定卷烟侧流烟气中的亚硝胺J.分析试验室.2012,31(4):69-728 杜业刚,林少彬. 化妆品中亚硝胺的研究J.卫生研究.2004,33(3):379-3809 张凤梅,杨柳. 卷烟主流烟气中烟草特有亚硝胺的测定J.化学与生物工程.2012, 29(3):89-9210 鲜启明,黄沛力. 乳胶制品中N-亚硝胺析出物的GC-MSSIM检测J.分析测试学报.2008,27(4):445-44711 杨荣静,戴雪伟. 固相萃取-气相色谱-质谱联用法检测婴儿奶嘴中11种N-亚硝胺物质的迁移量J.环